أجيال أجهزة الكمبيوتر - تاريخ تطور تكنولوجيا الكمبيوتر. أجيال أجهزة الكمبيوتر

مقدمة

1. الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر 1950-1960

2. الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر: 1960-1970

3. الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر: 1970-1980

4. الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر: 1980-1990

5. الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر: 1990 إلى الوقت الحاضر

خاتمة

مقدمة

منذ عام 1950، كل 7 إلى 10 سنوات، يتم تحديث مبادئ التصميم التكنولوجي والخوارزميات البرمجية لبناء واستخدام أجهزة الكمبيوتر بشكل جذري. وفي هذا الصدد، من المشروع الحديث عن أجيال أجهزة الكمبيوتر. تقليديا، يمكن إعطاء كل جيل 10 سنوات.

لقد قطعت أجهزة الكمبيوتر شوطا تطوريا طويلا من حيث قاعدة العناصر (من المصابيح إلى المعالجات الدقيقة)، وكذلك من حيث ظهور قدرات جديدة، وتوسيع نطاق وطبيعة استخدامها.

يعد تقسيم أجهزة الكمبيوتر إلى أجيال تصنيفًا مشروطًا وفضفاضًا للغاية لأنظمة الحوسبة وفقًا لدرجة تطور الأجهزة والبرامج وكذلك طرق الاتصال بالكمبيوتر.

يتضمن الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر آلات تم إنشاؤها في مطلع الخمسينيات من القرن الماضي: حيث تم استخدام الأنابيب المفرغة في الدوائر. كانت هناك أوامر قليلة، وكانت عناصر التحكم بسيطة، وكانت سعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ومؤشرات الأداء منخفضة. الأداء حوالي 10-20 ألف عملية في الثانية. تم استخدام أجهزة الطباعة والأشرطة المغناطيسية والبطاقات المثقوبة والأشرطة الورقية المثقوبة للإدخال والإخراج.

يتضمن الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر تلك الأجهزة التي تم تصميمها في الفترة من 1955 إلى 1965. لقد استخدموا كلا من الأنابيب المفرغة والترانزستورات. تم بناء ذاكرة الوصول العشوائي على النوى المغناطيسية. في هذا الوقت، ظهرت الطبول المغناطيسية والأقراص المغناطيسية الأولى. ظهرت ما يسمى باللغات عالية المستوى، والتي تسمح وسائلها بوصف التسلسل الكامل للحسابات في شكل مرئي يسهل فهمه. ظهرت مجموعة كبيرة من برامج المكتبة لحل المشكلات الرياضية المختلفة. تميزت أجهزة الجيل الثاني بعدم توافق البرامج، مما جعل من الصعب تنظيم أنظمة معلومات كبيرة، لذلك في منتصف الستينيات كان هناك انتقال إلى إنشاء أجهزة كمبيوتر متوافقة مع البرامج ومبنية على قاعدة تكنولوجية إلكترونية دقيقة.

الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر. هذه هي الآلات التي تم إنشاؤها بعد الستينيات ولها بنية واحدة، أي. متوافق مع البرامج. ظهرت قدرات البرمجة المتعددة، أي. التنفيذ المتزامن لعدة برامج. تستخدم أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث الدوائر المتكاملة.

الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر. هذا هو الجيل الحالي من أجهزة الكمبيوتر التي تم تطويرها بعد عام 1970. وقد تم تصميم أجهزة الجيل الرابع لاستخدام اللغات الحديثة عالية المستوى بشكل فعال وتبسيط عملية البرمجة للمستخدم النهائي.

أما من حيث الأجهزة فهي تتميز باستخدام دوائر متكاملة كبيرة كقاعدة عنصرية ووجود أجهزة تخزين وصول عشوائي عالية السرعة بسعة عدة ميغابايت.

أجهزة الجيل الرابع عبارة عن مجمعات متعددة المعالجات ومتعددة الآلات تعمل بالطاقة الخارجية. الذاكرة والمجال العام تحويلة. الأجهزة. يصل الأداء إلى عشرات الملايين من العمليات في الثانية، والذاكرة - عدة ملايين من الكلمات.

لقد بدأ بالفعل الانتقال إلى الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر. وهو يتألف من انتقال نوعي من معالجة البيانات إلى معالجة المعرفة وزيادة المعلمات الأساسية للكمبيوتر. سيكون التركيز الرئيسي على "الذكاء".

حتى الآن، فإن "الذكاء" الفعلي الذي أظهرته الشبكات العصبية الأكثر تعقيدًا هو أقل من مستوى دودة الأرض، ومع ذلك، بغض النظر عن مدى محدودية قدرات الشبكات العصبية اليوم، فقد تكون العديد من الاكتشافات الثورية قاب قوسين أو أدنى.

1. الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر 1950-1960

تم إنشاء الدوائر المنطقية باستخدام مكونات راديوية منفصلة وأنابيب مفرغة إلكترونية ذات فتيل. تستخدم أجهزة ذاكرة الوصول العشوائي الطبول المغناطيسية، والزئبق بالموجات فوق الصوتية الصوتية، وخطوط التأخير الكهرومغناطيسية، وأنابيب أشعة الكاثود (CRTs). تم استخدام محركات الأقراص على الأشرطة المغناطيسية والبطاقات المثقبة والأشرطة المثقبة ومفاتيح التوصيل الإضافية كأجهزة تخزين خارجية.

تم تنفيذ برمجة هذا الجيل من أجهزة الكمبيوتر في نظام الأرقام الثنائية بلغة الآلة، أي أن البرامج كانت تركز بشكل صارم على نموذج معين من الآلة و"ماتت" مع هذه النماذج.

وفي منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، ظهرت اللغات الموجهة نحو الآلة مثل لغات الترميز الرمزي (SCLs)، والتي أتاحت استخدام تدوينها اللفظي (الحروف) المختصرة والأرقام العشرية بدلاً من التدوين الثنائي للأوامر والعناوين. في عام 1956، تم إنشاء أول لغة برمجة عالية المستوى للمشاكل الرياضية - لغة فورتران، وفي عام 1958 - لغة البرمجة العالمية ألغول.

تنتمي أجهزة الكمبيوتر، بدءًا من UNIVAC وتنتهي بـ BESM-2 ونماذج الكمبيوتر الأولى "Minsk" و"Ural"، إلى الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر.

2. الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر: 1960-1970

تم بناء الدوائر المنطقية على عناصر أشباه الموصلات والعناصر المغناطيسية المنفصلة (الثنائيات، والترانزستورات ثنائية القطب، والمحولات الدقيقة من الفريت الحلقية). تم استخدام دوائر الدوائر المطبوعة (ألواح مصنوعة من رقائق جيتيناكس) كأساس تصميمي وتكنولوجي. لقد أصبح مبدأ الكتلة لتصميم الماكينة مستخدمًا على نطاق واسع، والذي يسمح لك بربط عدد كبير من الأجهزة الخارجية المختلفة بالأجهزة الرئيسية، مما يوفر مرونة أكبر في استخدام أجهزة الكمبيوتر. زادت ترددات الساعة للدوائر الإلكترونية إلى مئات الكيلو هرتز.

بدأ استخدام محركات الأقراص الخارجية على الأقراص المغناطيسية الصلبة والأقراص المرنة - وهو مستوى متوسط من الذاكرة بين محركات الأشرطة المغناطيسية وذاكرة الوصول العشوائي.

في عام 1964، ظهرت أول شاشة كمبيوتر - IBM 2250. وكانت عبارة عن شاشة أحادية اللون مقاس 12 × 12 بوصة ودقة 1024 × 1024 بكسل. وكان معدل الإطار 40 هرتز.

تتطلب أنظمة التحكم التي تم إنشاؤها على أساس أجهزة الكمبيوتر أداءً أعلى من أجهزة الكمبيوتر، والأهم من ذلك، الموثوقية. أصبحت رموز اكتشاف الأخطاء وتصحيحها ودوائر التحكم المدمجة مستخدمة على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر.

كانت آلات الجيل الثاني هي أول من قام بتنفيذ أوضاع المعالجة المجمعة والمعالجة عن بعد للمعلومات.

كان أول جهاز كمبيوتر يستخدم أجهزة أشباه الموصلات جزئيًا بدلاً من الأنابيب المفرغة هو جهاز SEAC (الكمبيوتر الأوتوماتيكي القياسي الشرقي)، الذي تم إنشاؤه في عام 1951.

في أوائل الستينيات، بدأ إنتاج آلات أشباه الموصلات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

3. الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر: 1970-1980

في عام 1958، اخترع روبرت نويس دائرة السيليكون المتكاملة الصغيرة، والتي يمكن أن تحتوي على عشرات الترانزستورات في مساحة صغيرة. أصبحت هذه الدوائر تُعرف فيما بعد باسم الدوائر المتكاملة صغيرة الحجم (SSI). وفي أواخر الستينيات، بدأ استخدام الدوائر المتكاملة في أجهزة الكمبيوتر.

لقد تم بالفعل بناء الدوائر المنطقية لأجهزة كمبيوتر الجيل الثالث بالكامل على دوائر متكاملة صغيرة. زادت ترددات الساعة للدوائر الإلكترونية إلى عدة ميغاهيرتز. انخفض جهد الإمداد (وحدات الفولت) والطاقة التي يستهلكها الجهاز. زادت موثوقية وسرعة أجهزة الكمبيوتر بشكل ملحوظ.

تستخدم ذكريات الوصول العشوائي نوى فريت أصغر، وألواح فريت، وأفلام مغناطيسية مع حلقة تباطؤ مستطيلة. أصبحت محركات الأقراص تستخدم على نطاق واسع كأجهزة تخزين خارجية.

وظهر مستويان آخران من أجهزة التخزين: أجهزة ذاكرة الوصول العشوائي الفائقة على سجلات الزناد، والتي تتميز بسرعة هائلة ولكن سعة صغيرة (عشرات الأرقام)، وذاكرة تخزين مؤقت عالية السرعة.

منذ انتشار استخدام الدوائر المتكاملة في أجهزة الكمبيوتر، يمكن ملاحظة التقدم التكنولوجي في مجال الحوسبة باستخدام قانون مور المعروف. اكتشف جوردون مور، أحد مؤسسي شركة إنتل، قانونًا في عام 1965 يتضاعف بموجبه عدد الترانزستورات في شريحة واحدة كل 1.5 سنة.

نظرًا للتعقيد الكبير لكل من الأجهزة والبنية المنطقية لأجهزة كمبيوتر الجيل الثالث، غالبًا ما يطلق عليها اسم الأنظمة.

وهكذا، كانت أجهزة الكمبيوتر الأولى من هذا الجيل نماذج من أنظمة IBM (عدد من نماذج IBM 360) وPDP (PDP 1). في الاتحاد السوفييتي، وبالتعاون مع دول مجلس المساعدة الاقتصادية المتبادلة (بولندا والمجر وبلغاريا وألمانيا الشرقية وغيرها)، بدأت نماذج النظام الموحد (EU) ونظام الحواسيب الصغيرة (SM) في الظهور. يتم إنتاجها.

في أجهزة كمبيوتر الجيل الثالث، يتم إيلاء اهتمام كبير لتقليل تعقيد البرمجة، وكفاءة تنفيذ البرنامج في الأجهزة، وتحسين الاتصال بين المشغل والآلة. ويتم ضمان ذلك من خلال أنظمة تشغيل قوية، وأتمتة برمجة متقدمة، وأنظمة فعالة لمقاطعة البرامج، وأوضاع تشغيل مشاركة الوقت، وأوضاع التشغيل في الوقت الفعلي، وأوضاع التشغيل متعددة البرامج، وأوضاع الاتصال التفاعلية الجديدة. كما ظهر أيضًا جهاز طرفي فيديو فعال للاتصال بين المشغل والجهاز - شاشة فيديو أو شاشة عرض.

يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لزيادة موثوقية وموثوقية تشغيل الكمبيوتر وتسهيل صيانتها. يتم ضمان الموثوقية والموثوقية من خلال الاستخدام الواسع النطاق للرموز مع الكشف التلقائي عن الأخطاء وتصحيحها (رموز تصحيح هامينغ والرموز الدورية).

لقد خلق التنظيم المعياري لأجهزة الكمبيوتر والبناء المعياري لأنظمة التشغيل الخاصة بها فرصًا كبيرة لتغيير تكوين أنظمة الكمبيوتر. وفي هذا الصدد، ظهر مفهوم جديد لـ "بنية" النظام الحاسوبي، والذي يحدد التنظيم المنطقي لهذا النظام من وجهة نظر المستخدم والمبرمج.

4. الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر: 1980-1990

كان الحدث الثوري في تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر للجيل الثالث من الآلات هو إنشاء دوائر متكاملة كبيرة وكبيرة جدًا (التكامل واسع النطاق - LSI والتكامل واسع النطاق جدًا - VLSI)، ومعالج دقيق (1969) وكمبيوتر شخصي. منذ عام 1980، بدأ إنشاء جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا على أساس المعالجات الدقيقة. أصبح الكمبيوتر الأكثر شعبية جهاز كمبيوتر شخصي.

نوروزلو النورا 10 أ

1. الكمبيوتر الإلكتروني (الكمبيوتر)

2.1. أناجيل الكمبيوتر

2.2. ثانياجيل الكمبيوتر

2.3. ثالثاجيل الكمبيوتر

2.4. رابعا جيل الكمبيوتر

2.5. الخامس جيل الكمبيوتر

3. توليد الكمبيوتر (الجدول)

قائمة الأدب المستخدم

1. كمبيوتر الجيل

جيل	سنين	قاعدة العنصر	أداء	حجم OP	أجهزة الإدخال/الإخراج	برمجة	أمثلة على أجهزة الكمبيوتر
		مصباح كهربائي	10-20 ألف عملية في 1 ثانية.	2 كيلو بايت	أشرطة مثقبة بطاقة ثقب	رموز الآلة	يونيفاك،ميسم، بسم، السهم
	ج 1955	الترانزستور		2 – 32 كيلو بايت			"التقليد" بيسم-6
	ج 1966	الدوائر المتكاملة (IC)	1-10 مليون عملية في 1 ثانية.	64 كيلو بايت	أنظمة متعددة المحطات	نظام التشغيل	بيسم-6
	ج 1975		1-100 مليون عملية في 1 ثانية.	1-64 كيلو بايت	شبكات الكمبيوتر	قواعد البيانات وبنوك البيانات	البوق UKSC
	منذ التسعينيات من القرن العشرين.					النظم الخبيرة

تحميل:

معاينة:

مدرسة MBOU أستراخان الثانوية رقم 52

خلاصة حول الموضوع:

"آلة الحوسبة الإلكترونية"

مُعد

طالب في الصف العاشر

نوروزلو النورا

تم فحصها من قبل مدرس علوم الكمبيوتر وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات

كوميساروفا آي إم.

أستراخان، 2013

صفحة

الكمبيوتر الإلكتروني (الكمبيوتر) 3
المرحلة الإلكترونية من تطور تكنولوجيا الكمبيوتر

كمبيوتر الجيل الثالث
أجهزة الكمبيوتر الجيل الثاني 4-5
الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر 5-7
الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر 7-8
أجهزة الكمبيوتر الجيل الخامس 8-10

توليد الحاسوب (الجدول) 11
المراجع 12

آلة الحوسبة الإلكترونية (الكمبيوتر)

الكمبيوتر الإلكتروني (الكمبيوتر) هو جهاز كمبيوتر عالي السرعة يحل المشكلات الرياضية والمنطقية بدقة كبيرة عند إجراء عدة عشرات الآلاف من العمليات في الثانية. الأساس التقني للكمبيوتر هو الدوائر الإلكترونية. يحتوي الكمبيوتر على جهاز تخزين (ذاكرة) مصمم لاستقبال المعلومات وتخزينها وإخراجها، وجهاز حسابي للعمليات على الأرقام، وجهاز تحكم. كل جهاز لديه نظام قيادة محدد.

المرحلة الإلكترونية من تطور هندسة الحاسوب

أنا جيل أجهزة الكمبيوتر

من المقبول عمومًا أن الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر ظهر خلال الحرب العالمية الثانية بعد عام 1943، على الرغم من أن أول ممثل عامل ينبغي اعتباره جهاز كونراد تسوزه V-1 (Z1)، الذي تم عرضه للأصدقاء والأقارب في عام 1938. لقد كانت أول آلة إلكترونية (مبنية على نظائرها محلية الصنع من المرحلات)، متقلبة الاستخدام وغير موثوقة في الحسابات. في مايو 1941، في برلين، قدم Zuse سيارة Z3، التي تسببت في فرحة المتخصصين. وعلى الرغم من عدد من أوجه القصور، فقد كان أول جهاز كمبيوتر يمكن أن يحقق نجاحًا تجاريًا في ظل ظروف مختلفة. ومع ذلك، تعتبر أجهزة الكمبيوتر الأولى هي العملاق الإنجليزي (1943) والأمريكي ENIAC (1945). كان ENIAC أول كمبيوتر ذو أنبوب مفرغ.

الصفات الشخصية

قاعدة العنصر –الأنابيب المفرغة الإلكترونية.
اتصال العناصر –تركيب مثبت على الأسلاك.
أبعاد - الكمبيوتر مصنوع على شكل خزائن ضخمة.
أداء -10-20 ألف عملية في الثانية.
العملية صعبة بسبب الفشل المتكرر للأنابيب المفرغة الإلكترونية.
برمجة -رموز الآلة.
ذاكرة الوصول العشوائي – ما يصل إلى 2 كيلو بايت.
إدخال وإخراج البيانات باستخدامبطاقات مثقوبة، شريط مثقوب.

الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر

الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر هو الانتقال إلى قاعدة عنصر الترانزستور، وظهور أول أجهزة الكمبيوتر الصغيرة. تم تطوير مبدأ الاستقلالية بشكل أكبر - حيث تم تنفيذه بالفعل على مستوى الأجهزة الفردية، والتي يتم التعبير عنها في بنيتها المعيارية. تم تجهيز أجهزة الإدخال/الإخراج بوحدات تحكم خاصة بها (تسمى وحدات التحكم)، مما جعل من الممكن تحرير وحدة التحكم المركزية من إدارة عمليات الإدخال/الإخراج. أدى التحسين والتخفيض في تكلفة أجهزة الكمبيوتر إلى انخفاض التكلفة المحددة لوقت الكمبيوتر وموارد الحوسبة في التكلفة الإجمالية للحل الآلي لمشكلة معالجة البيانات، وفي الوقت نفسه تكاليف تطوير البرامج (أي البرمجة) تقريباً لم تنخفض، وفي بعض الأحيان كانت تميل إلى الزيادة. ومن هنا كان هناك اتجاه نحو البرمجة الفعالة، وهو ما بدأ يتحقق في الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر ويجري تطويره حتى يومنا هذا. يبدأ التطوير على أساس مكتبات البرامج القياسية للأنظمة المتكاملة التي تتمتع بخاصية النقل، أي. العمل على أجهزة الكمبيوتر من مختلف العلامات التجارية. يتم تخصيص الأدوات البرمجية الأكثر استخدامًا في البرنامج لحل مشكلات فئة معينة. يتم تحسين تقنية تنفيذ البرامج على الكمبيوتر: يتم إنشاء أدوات برمجية خاصة - برامج النظام. الغرض من إنشاء برامج النظام هو تسريع وتبسيط انتقال المعالج من مهمة إلى أخرى. ظهرت أنظمة معالجة الدفعات الأولى، والتي أدت ببساطة إلى تشغيل برنامج تلو الآخر بشكل تلقائي، وبالتالي زيادة عامل تحميل المعالج. كانت أنظمة المعالجة المجمعة هي النموذج الأولي لأنظمة التشغيل الحديثة، وأصبحت أول برامج النظام المصممة لإدارة عملية الحوسبة. أثناء تنفيذ أنظمة المعالجة المجمعة، تم تطوير لغة رسمية للتحكم في المهام، والتي من خلالها أبلغ المبرمج النظام والمشغل بالعمل الذي يريد القيام به على الكمبيوتر. مجموعة من المهام المتعددة، عادة ما تكون على شكل مجموعة من البطاقات المثقوبة، تسمى حزمة المهام. لا يزال هذا العنصر حيًا: ما يسمى بملفات دفعة (أو أوامر) MS DOS ليست أكثر من حزم من المهام (الامتداد في اسمها Bat هو اختصار للكلمة الإنجليزية Batch، والتي تعني الحزمة). تشمل أجهزة الكمبيوتر المنزلية من الجيل الثاني برومين، ومينسك، وهرازدان، ومير.

الصفات الشخصية

قاعدة العنصر –عناصر أشباه الموصلات (الترانزستورات).
اتصال العناصر –لوحات الدوائر المطبوعة وتركيب السطح.
أبعاد - .
أداء -100-500 ألف عملية في الثانية.
الاستغلال - مراكز الحوسبةمع طاقم خاص من موظفي الخدمة، ظهر تخصص جديد - مشغل الكمبيوتر.
برمجة -في اللغات الخوارزمية، ظهور نظام التشغيل.
كبش - 2 – 32 كيلو بايت.
قدَّم مبدأ تقاسم الوقت.
قدَّم مبدأ التحكم بالبرامج الصغيرة.
عيب - عدم توافق البرامج.

الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر

أدى تطور الدوائر المتكاملة في الستينيات - وهي أجهزة وتجميعات كاملة مكونة من عشرات ومئات من الترانزستورات المصنوعة على بلورة واحدة من أشباه الموصلات (ما يسمى الآن بالدوائر الدقيقة) - إلى إنشاء أجهزة كمبيوتر من الجيل الثالث. وفي الوقت نفسه ظهرت ذاكرة أشباه الموصلات، والتي لا تزال تستخدم في أجهزة الكمبيوتر الشخصية كذاكرة تشغيلية. أدى استخدام الدوائر المتكاملة إلى زيادة كبيرة في قدرات أجهزة الكمبيوتر. يتمتع المعالج المركزي الآن بالقدرة على العمل بالتوازي والتحكم في العديد من الأجهزة الطرفية. يمكن لأجهزة الكمبيوتر معالجة عدة برامج في وقت واحد (مبدأ البرمجة المتعددة). ونتيجة لتطبيق مبدأ البرمجة المتعددة، أصبح من الممكن العمل في وضع مشاركة الوقت في الوضع التفاعلي. تم منح المستخدمين البعيدين عن الكمبيوتر الفرصة، بشكل مستقل عن بعضهم البعض، للتفاعل بسرعة مع الجهاز. خلال هذه السنوات، اكتسب إنتاج الكمبيوتر نطاقًا صناعيًا. كانت شركة IBM، التي أصبحت رائدة، أول من أنشأ عائلة من أجهزة الكمبيوتر - سلسلة من أجهزة الكمبيوتر المتوافقة تمامًا مع بعضها البعض، بدءًا من أصغرها إلى حجم خزانة صغيرة (لم يصنعوا أي شيء أصغر من ذلك في ذلك الوقت)، إلى أقوى وأغلى الموديلات. الأكثر شيوعًا في تلك السنوات كانت عائلة System/360 من شركة IBM. بدءًا من أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثالث، أصبح تطوير أجهزة الكمبيوتر التسلسلية تقليديًا. على الرغم من أن الأجهزة من نفس السلسلة كانت مختلفة تمامًا عن بعضها البعض من حيث القدرات والأداء، إلا أنها كانت متوافقة من الناحية المعلوماتية والبرامج والأجهزة. على سبيل المثال، أنتجت بلدان CMEA أجهزة كمبيوتر من سلسلة واحدة ("ES EVM") "ES-1022"، "ES-1030"، "ES-1033"، "ES-1046"، "ES-1061"، "ES" -1066” الخ. وقد وصل أداء هذه الأجهزة من 500 ألف إلى 2 مليون عملية في الثانية، كما وصلت كمية ذاكرة الوصول العشوائي من 8 ميجابايت إلى 192 ميجابايت. وتشمل أجهزة كمبيوتر هذا الجيل أيضًا "IVM-370"، و"Electronics - 100/25"، و"Electronics - 79"، و"SM-3"، و"SM-4"، وما إلى ذلك. وبالنسبة لسلسلة الكمبيوتر، فإن البرامج (أنظمة التشغيل) ، لغات برمجة عالية المستوى، برامج تطبيقية، الخ.). كانت الجودة المنخفضة للمكونات الإلكترونية هي نقطة الضعف في أجهزة الكمبيوتر السوفيتية من الجيل الثالث. ومن هنا التأخر المستمر عن التطورات الغربية من حيث السرعة والوزن والأبعاد، ولكن، كما يصر مطورو SM، ليس في الوظيفة. ومن أجل التعويض عن هذا التأخر، تم تطوير معالجات خاصة جعلت من الممكن بناء أنظمة عالية الأداء لمهام محددة. تم تجهيز SM-4، على سبيل المثال، بمعالج تحويل فورييه خاص، لرسم الخرائط الرادارية لكوكب الزهرة. في أوائل الستينيات، ظهرت أول أجهزة كمبيوتر صغيرة - أجهزة كمبيوتر صغيرة منخفضة الطاقة وبأسعار معقولة للشركات أو المختبرات الصغيرة. تمثل أجهزة الكمبيوتر الصغيرة الخطوة الأولى نحو أجهزة الكمبيوتر الشخصية، والتي تم إصدار نماذجها الأولية فقط في منتصف السبعينيات. كانت عائلة أجهزة الكمبيوتر الصغيرة PDP المعروفة من شركة Digital Equipment بمثابة النموذج الأولي لسلسلة آلات SM السوفيتية. وفي الوقت نفسه، كان عدد العناصر والوصلات بينها التي تتناسب مع دائرة صغيرة واحدة يتزايد باستمرار، وفي السبعينيات، كانت الدوائر المتكاملة تحتوي بالفعل على آلاف الترانزستورات. وقد جعل هذا من الممكن دمج معظم مكونات الكمبيوتر في جزء صغير واحد - وهو ما فعلته شركة إنتل في عام 1971، حيث أصدرت أول معالج دقيق، والذي كان مخصصًا للآلات الحاسبة المكتبية التي ظهرت للتو. كان من المقرر أن يؤدي هذا الاختراع إلى إحداث ثورة حقيقية في العقد المقبل - فالمعالج الدقيق هو قلب وروح الكمبيوتر الشخصي الحديث. ولكن هذا ليس كل شيء، ففي الحقيقة، كانت فترة الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي وقتًا مصيريًا. في عام 1969، ولدت أول شبكة كمبيوتر عالمية - وهي جنين ما نسميه الآن الإنترنت. وفي نفس عام 1969 ظهر نظام التشغيل Unix ولغة البرمجة C في وقت واحد، مما كان له الأثر الكبير في عالم البرمجيات وما زال يحتفظ بمكانته الرائدة.

الصفات الشخصية

قاعدة العنصر –دوائر متكاملة.
اتصال العناصر –لوحات الدوائر المطبوعة.
أبعاد - الكمبيوتر مصنوع على شكل رفوف متطابقة.
أداء -1-10 مل. العمليات في الثانية الواحدة.
الاستغلال - مراكز الكمبيوتر، عرض الطبقات، تخصص جديد - مبرمج الأنظمة.
برمجة -اللغات الخوارزمية، نظام التشغيل.
كبش - 64 كيلو بايت.
ملائم مبدأ مشاركة الوقت، مبدأ النمطية، مبدأ التحكم في البرامج الدقيقة، مبدأ التوصيل.
مظهر الأقراص المغناطيسية، يعرض، المتآمرون.

الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر

ولسوء الحظ، بدءاً من منتصف السبعينيات، تعطلت الصورة المنظمة لتغير الأجيال. هناك عدد أقل وأقل من الابتكارات الأساسية في علوم الكمبيوتر. يسير التقدم بشكل أساسي على طريق تطوير ما تم اختراعه واختراعه بالفعل - وذلك في المقام الأول من خلال زيادة قوة وتصغير قاعدة العناصر وأجهزة الكمبيوتر نفسها. تعتبر الفترة منذ عام 1975 بشكل عام هي الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر. كانت قاعدتها الأولية عبارة عن دوائر متكاملة كبيرة (LSI. تم دمج ما يصل إلى 100 ألف عنصر في بلورة واحدة). وكانت سرعة هذه الأجهزة تصل إلى عشرات الملايين من العمليات في الثانية، كما وصلت ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) إلى مئات الميجابايت. ظهرت المعالجات الدقيقة (1971 من شركة إنتل) والحواسيب الصغيرة وأجهزة الكمبيوتر الشخصية. أصبح من الممكن استخدام قوة الأجهزة المختلفة بشكل جماعي (ربط الأجهزة في عقدة حوسبة واحدة والعمل مع مشاركة الوقت). لكن هناك رأي آخر - يعتقد الكثيرون أن إنجازات الفترة 1975-1985. ليست كبيرة بما يكفي لاعتبارها جيلا متساويا. يسمي أنصار وجهة النظر هذه هذا العقد بأنه ينتمي إلى الجيل "الثالث والنصف" من أجهزة الكمبيوتر. وفقط منذ عام 1985، عندما ظهرت الدوائر المتكاملة فائقة الحجم (VLSI)، يمكن أن تستوعب بلورة هذه الدائرة ما يصل إلى 10 ملايين عنصر عد.

الاتجاه الأول - إنشاء أجهزة الكمبيوتر العملاقة - مجمعات الآلات متعددة المعالجات. تصل سرعة هذه الآلات إلى عدة مليارات من العمليات في الثانية. إنهم قادرون على معالجة كميات هائلة من المعلومات. وهذا يشمل المجمعات ILLIAS-4، CRAY، CYBER، Elbrus-1، Elbrus-2، إلخ. تم استخدام مجمعات الحوسبة متعددة المعالجات (MCC) Elbrus-2 بنشاط في الاتحاد السوفيتي في المجالات التي تتطلب حجمًا كبيرًا من الحسابات، قبل كل شيء في صناعة الدفاع. تم تشغيل أنظمة الكمبيوتر Elbrus-2 في مركز التحكم في رحلات الفضاء وفي مراكز الأبحاث النووية. وأخيراً، فإن مجمعات "إلبروس-2" هي التي تم استخدامها في نظام الدفاع الصاروخي وفي المنشآت العسكرية الأخرى منذ عام 1991.

الاتجاه الثاني - مزيد من التطوير على أساس الحواسيب الصغيرة LSI وVLSI وأجهزة الكمبيوتر الشخصية (PC). الممثلون الأوائل لهذه الآلات هم Apple، وIBM - PC (XT، AT، PS /2)، وIskra، وElektronika، وMazovia، وAgat، وES-1840، وES-1841، وما إلى ذلك. بدءًا من هذا الجيل، بدأ تسمية أجهزة الكمبيوتر أجهزة الكمبيوتر في كل مكان. وكلمة "الحوسبة" دخلت بقوة حياتنا اليومية. بفضل ظهور وتطور أجهزة الكمبيوتر الشخصية، أصبحت تكنولوجيا الحوسبة منتشرة على نطاق واسع حقًا ومتاحة للجمهور. ينشأ موقف متناقض: على الرغم من حقيقة أن أجهزة الكمبيوتر الشخصية والصغيرة لا تزال متخلفة عن الآلات الكبيرة من جميع النواحي، فإن حصة الأسد من الابتكارات - واجهات المستخدم الرسومية، والأجهزة الطرفية الجديدة، والشبكات العالمية - تدين بمظهرها وتطورها لهذه التكنولوجيا "التافهة" على وجه التحديد. . وبطبيعة الحال، فإن أجهزة الكمبيوتر الكبيرة وأجهزة الكمبيوتر العملاقة لم تنقرض وتستمر في التطور. لكنهم الآن لم يعودوا يهيمنون على ساحة الكمبيوتر كما فعلوا من قبل.

الصفات الشخصية

قاعدة العنصر –الدوائر المتكاملة الكبيرة (LSI).
اتصال العناصر –لوحات الدوائر المطبوعة.
أبعاد - أجهزة الكمبيوتر المدمجة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة.
أداء -10-100 مليون عملية في الثانية.
الاستغلال - أنظمة متعددة المعالجات ومتعددة الآلات، لجميع مستخدمي الكمبيوتر.
برمجة -قواعد البيانات وبنوك البيانات.
كبش - 2-5 ميجابايت.
معالجة بيانات الاتصالات السلكية واللاسلكية والتكامل في شبكات الكمبيوتر.

الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر

كمبيوتر الجيل الخامس هو كمبيوتر المستقبل. تم اعتماد برنامج تطوير ما يسمى بالجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر في اليابان في عام 1982. وكان من المفترض أنه بحلول عام 1991 سيتم إنشاء أجهزة كمبيوتر جديدة بشكل أساسي، تركز على حل مشاكل الذكاء الاصطناعي. بمساعدة لغة Prolog والابتكارات في تصميم الكمبيوتر، تم التخطيط للاقتراب من حل إحدى المشكلات الرئيسية لهذا الفرع من علوم الكمبيوتر - مشكلة تخزين ومعالجة المعرفة. باختصار، بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر من الجيل الخامس، لن تكون هناك حاجة لكتابة البرامج، ولكن سيكون كافيًا أن نشرح بلغة "طبيعية تقريبًا" ما هو مطلوب منها. من المفترض أن قاعدتها الأولية لن تكون VLSI، ولكن الأجهزة التي تم إنشاؤها على أساسها باستخدام عناصر الذكاء الاصطناعي. ولزيادة الذاكرة والسرعة، سيتم استخدام التقدم في مجال الإلكترونيات الضوئية والمعالجات الحيوية. يتم تكليف أجهزة كمبيوتر الجيل الخامس بمهام مختلفة تمامًا عما كانت عليه أثناء تطوير جميع أجهزة الكمبيوتر السابقة. إذا واجه مطورو أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول إلى الجيل الرابع مهام مثل زيادة الإنتاجية في مجال الحسابات الرقمية، وتحقيق سعة ذاكرة كبيرة، فإن المهمة الرئيسية لمطوري أجهزة كمبيوتر الجيل الخامس هي إنشاء ذكاء اصطناعي الآلة (القدرة على استخلاص استنتاجات منطقية من الحقائق المقدمة)، وتطوير "فكرية" أجهزة الكمبيوتر - إزالة الحاجز بين الإنسان والكمبيوتر.

ولسوء الحظ، كرر مشروع كمبيوتر الجيل الخامس الياباني المصير المأساوي للأبحاث المبكرة في مجال الذكاء الاصطناعي. تم إهدار أكثر من 50 مليار ين من الاستثمار، وتم إيقاف المشروع، وتبين أن أداء الأجهزة المطورة لم يكن أعلى من الأنظمة المنتجة بكميات كبيرة في ذلك الوقت. إلا أن الأبحاث التي أجريت خلال المشروع والخبرة المكتسبة في طرق تمثيل المعرفة والاستدلال الموازي ساعدت بشكل كبير في التقدم في مجال أنظمة الذكاء الاصطناعي بشكل عام. بالفعل، أصبحت أجهزة الكمبيوتر قادرة على إدراك المعلومات من النصوص المكتوبة بخط اليد أو المطبوعة، ومن النماذج، ومن الصوت البشري، والتعرف على المستخدم عن طريق الصوت، والترجمة من لغة إلى أخرى. وهذا يسمح لجميع المستخدمين بالتواصل مع أجهزة الكمبيوتر، حتى أولئك الذين ليس لديهم معرفة خاصة في هذا المجال. يتم استخدام العديد من التطورات التي حققها الذكاء الاصطناعي في الصناعة وعالم الأعمال. يتم استخدام الأنظمة المتخصصة والشبكات العصبية بشكل فعال في مهام التصنيف (تصفية الرسائل الاقتحامية، وتصنيف النص، وما إلى ذلك). تخدم الخوارزميات الجينية البشر بأمانة (وتستخدم على سبيل المثال لتحسين المحافظ الاستثمارية في الأنشطة الاستثمارية)، والروبوتات (الصناعة والإنتاج والحياة اليومية - حيث وضعت يدها السيبرانية في كل مكان)، فضلا عن الأنظمة المتعددة الوكلاء. مجالات أخرى من الذكاء الاصطناعي ليست نائمة أيضًا، على سبيل المثال، تمثيل المعرفة الموزعة وحل المشكلات على الإنترنت: بفضلهم، يمكننا أن نتوقع ثورة في عدد من مجالات النشاط البشري في السنوات القليلة المقبلة.

برمجة

أمثلة على أجهزة الكمبيوتر

منذ عام 1946

مصباح كهربائي

10-20 ألف عملية في 1 ثانية.

2 كيلو بايت

أشرطة مثقبة

بطاقة ثقب

رموز الآلة

يونيفاك، ميسم، بيسم، ستريلا

منذ عام 1955

الترانزستور

100-1000 ألف عملية في 1 ثانية.

2 – 32 كيلو بايت

الشريط المغناطيسي، الطبول المغناطيسية

اللغات الخوارزمية وأنظمة التشغيل

"التقليد"

م-20

آي بي إم-701

بسم-6

منذ عام 1966

الدوائر المتكاملة (IC)

1-10 مليون عملية في 1 ثانية.

64 كيلو بايت

أنظمة متعددة المحطات

نظام التشغيل

إيك-1030

آي بي إم-360

بسم-6

منذ عام 1975

دائرة متكاملة واسعة النطاق (LSI)

1-100 مليون عملية في 1 ثانية.

1-64 كيلو بايت

شبكات الكمبيوتر

قواعد البيانات وبنوك البيانات

آي بي إم-386

آي بي إم-486

البوق

UKSC

منذ التسعينيات من القرن العشرين.

الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (VLSI)

أكثر من 100 مليون عملية في ثانية واحدة.

الأجهزة البصرية والليزر

النظم الخبيرة

4. قائمة المراجع المستخدمة

http://evm-story.narod.ru/#P0

http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/EVM

بدأ عصر أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية في الأربعينيات من القرن العشرين ويرتبط بعمل منظرين وممارسين لتكنولوجيا الكمبيوتر مثل آلان تورينج (بريطانيا العظمى)، كونراد زوز (ألمانيا)، كلود شانون، جون أتاناسوف، هوارد أيكن، بريسبر إيكيرت، جون فون نيومان (الولايات المتحدة الأمريكية) وغيرهم من العلماء والمهندسين.

في عام 1943، بأمر من البحرية الأمريكية، وبدعم مالي وفني من شركة IBM تحت قيادة G. Aiken، تم إنشاء أول كمبيوتر رقمي عالمي، Mark 1، حيث وصل طوله إلى 17 مترًا وأكثر من 2.5 متر ارتفاع. تم استخدام المرحلات الكهروميكانيكية كأجهزة تبديل، وتم إدخال البيانات على شريط مثقوب في نظام الأرقام العشرية. يمكن لهذه الآلة جمع وطرح أرقام مكونة من 23 رقمًا في 0.3 ثانية، وضرب رقمين في 3 ثوانٍ، كما تم استخدامها لحساب مسار قذائف المدفعية.

قبل ذلك بعامين، في ألمانيا، تحت قيادة K. Zuse، تم إنشاء الكمبيوتر الكهروميكانيكي Z-3، على أساس نظام الأرقام الثنائية. كانت هذه الآلة أصغر بكثير من آلة أيكن وأرخص بكثير في الإنتاج. تم استخدامه للحسابات المتعلقة بتصميم الطائرات والصواريخ. لكن تطويرها الإضافي (على وجه الخصوص، فكرة الانتقال إلى الأنابيب المفرغة) لم يحظ بدعم الحكومة الألمانية.

في بريطانيا العظمى، في نهاية عام 1943، بدأ تشغيل كمبيوتر Colossus، الذي كان يحتوي على حوالي 2000 أنبوب مفرغ بدلاً من المرحلات الكهروميكانيكية. قام عالم الرياضيات أ. تورينج بدور نشط في تطويره بأفكاره حول إضفاء الطابع الرسمي على وصف المشكلات الحسابية. لكن هذه الآلة كانت متخصصة للغاية: فقد تم تصميمها لفك رموز اللغة الألمانية من خلال تجربة خيارات مختلفة. وصلت سرعة المعالجة إلى 5000 حرف في الثانية.

يعتبر أول كمبيوتر رقمي عالمي أنبوبي هو ENIAC (المتكامل العددي الإلكتروني والكمبيوتر)، الذي تم إنشاؤه في عام 1946 بأمر من وزارة الدفاع الأمريكية تحت قيادة P. Eckert. كان يحتوي على أكثر من 17000 أنبوب مفرغ ويعمل بالحساب العشري. من حيث الحجم (ارتفاع حوالي 6 أمتار وطول 26 مترًا) كان حجم الماكينة أكبر من ضعف حجم Mark-1، لكن سرعتها كانت أكبر بكثير - ما يصل إلى 300 عملية ضرب في الثانية. تم إجراء الحسابات على هذا الكمبيوتر لتأكيد الاحتمال الأساسي لإنشاء قنبلة هيدروجينية.

النموذج التالي (1945-1951) من نفس المطورين، جهاز EDVAC (الكمبيوتر الإلكتروني المتغير المنفصل التلقائي)، كان لديه ذاكرة داخلية أكثر اتساعًا، حيث كان من الممكن كتابة البيانات ليس فقط، ولكن أيضًا البرنامج. كان نظام الترميز ثنائيًا بالفعل، مما جعل من الممكن تقليل عدد الأنابيب المفرغة بشكل كبير.

شارك عالم الرياضيات الموهوب د. فون نيومان في هذا التطوير كمستشار. في عام 1945، نشر "تقريرًا أوليًا عن جهاز EDVAC"، والذي لم يصف فيه الجهاز المحدد فحسب، بل تمكن أيضًا من تحديد التنظيم المنطقي الرسمي للكمبيوتر، وتحديد وتفصيل المكونات الرئيسية لما يسمى الآن "عمارة فون نيومان" (الشكل 1).

تعتبر نقطة البداية لتاريخ تكنولوجيا الكمبيوتر المحلية لدينا هي عام 1948، عندما تلقى موظفو معهد الطاقة التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية إسحاق بروك وبشير راميف شهادة المؤلف لاختراع "الكمبيوتر الرقمي التلقائي". في نفس عام 1948، في معهد الهندسة الكهربائية التابع لأكاديمية العلوم في جمهورية أوكرانيا الاشتراكية السوفياتية، تحت قيادة الأكاديمي سيرجي ليبيديف، بدأ العمل في مشروع لإنشاء MESM - آلة حاسبة إلكترونية صغيرة.

في الفترة من 1948 إلى 1952. النماذج الأولية، تم إنشاء نسخ واحدة من أجهزة الكمبيوتر، والتي، تمامًا كما هو الحال في الولايات المتحدة الأمريكية، تم استخدامها في وقت واحد لإجراء حسابات مهمة بشكل خاص (غالبًا ما تكون مصنفة) ولتصحيح أخطاء التصميم والحلول التكنولوجية.
أرز. 1- عمارة "آلة فون نيومان"

بعد ذلك، تم تنفيذ العمل في مجال إنشاء الكمبيوتر في عدة اتجاهات.

على سبيل المثال، مشاريع س.أ. ليبيديفا.أصبح MESM، الذي بدأ تشغيله في ديسمبر 1951، أول كمبيوتر يعمل في الاتحاد السوفييتي. في عام 1953 م. أصبح ليبيديف مديرًا لمعهد موسكو للميكانيكا الدقيقة وتكنولوجيا الكمبيوتر (ITM وVT) وقاد عملية تطوير سلسلة BESM الشهيرة (آلات الحاسبة الإلكترونية الكبيرة): من BESM-1 إلى BESM-6. كان كل جهاز في هذه السلسلة وقت إنشائه هو الأفضل في فئة أجهزة الكمبيوتر المركزية.

كان لدى BESM-1 (1953) 5000 أنبوب مفرغ وأجرى 8...10 آلاف عملية في الثانية. كانت ميزته هي إدخال العمليات على أرقام الفاصلة العائمة، مما يوفر نطاقًا واسعًا من الأرقام المستخدمة. في BESM-1، تم اختبار ثلاثة أنواع من ذاكرة الوصول العشوائي بسعة 1024 كلمة 39 بت في التشغيل الحقيقي:

وعلى أنابيب الزئبق الكهربائية الصوتية (خطوط التأخير)؛ تم استخدام هذا النوع من الذاكرة في EDSAC وEDVAC؛
على أنابيب أشعة الكاثود (مناظير الجهد)؛
على النوى المغناطيسية الفريت.

تم تصنيع الذاكرة الخارجية على براميل مغناطيسية وأشرطة مغناطيسية.

يحتل BESM-6 مكانًا خاصًا في تاريخ تطور تكنولوجيا الكمبيوتر المحلية، والذي تم إنتاجه بكميات كبيرة منذ عام 1967 لمدة 17 عامًا. نفذت بنيتها مبدأ توازي عمليات الحوسبة، وكان أدائها - مليون عملية في الثانية - رقما قياسيا في منتصف الستينيات. أنتج BESM-6 أول أنظمة تشغيل كاملة، ومترجمين أقوياء، ومكتبة قيمة من الإجراءات الفرعية القياسية التي تنفذ الأساليب العددية لحل المشكلات المختلفة، وكلها منتجة محليًا.

بحلول نهاية الستينيات، تم إنتاج حوالي 20 نوعا من أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة في بلدنا - سلسلة BESM (موسكو، S. A. Lebedev)، Ural (Penza، B.I. Rameev)، Dnepr، Mir (Kyiv، V. M. Glushkov)، Minsk ( Minsk، V. Przhiyalkovsky) وآخرين، بالإضافة إلى المركبات المتخصصة بشكل رئيسي لوزارة الدفاع. بالمناسبة، على عكس الغرب، حيث لم تكن "محركات التقدم" في مجال تكنولوجيا الكمبيوتر هي الجيش فحسب، بل كان أيضًا ممثلو عالم الأعمال، في الاتحاد السوفييتي كانوا عسكريين فقط. ولكن تدريجيا، بدأ العلماء ومديرو الأعمال والمسؤولون يدركون دور أجهزة الكمبيوتر في اقتصاد البلاد والحاجة الملحة لتطوير جيل جديد من الآلات.

نشأ السؤال حول الانتقال إلى صناعة الكمبيوتر. في ديسمبر 1969، على المستوى الحكومي، تقرر اختيار سلسلة أجهزة IBM S/360 كمعيار صناعي للسلسلة الموحدة من أجهزة الكمبيوتر العالمية (أجهزة كمبيوتر EC). تم إصدار أول سيارة من هذه السلسلة، ES-1020، في عام 1971.
تم إنتاج أجهزة الكمبيوتر في الاتحاد الأوروبي بالاشتراك مع الدول الاشتراكية الأخرى في إطار CMEA (مجلس المساعدة الاقتصادية المتبادلة). عارض العديد من العلماء نسخ أنظمة IBM، لكنهم لم يتمكنوا من تقديم أي شيء في المقابل كمعيار واحد.
بالطبع، سيكون الخيار المثالي هو تنفيذ المبادئ المعمارية لشركة IBM بالتعاون مع الشركة نفسها، وليس من العائلة منذ ما يقرب من خمس سنوات، ولكن من أحدث النماذج، وبالاشتراك مع الدعم الشامل لتطوراتها الخاصة. لكن الدولة لم يكن لديها ما يكفي من الأموال لكل شيء، وذهبوا مع خيار أبسط. وهكذا بدأ تراجع صناعة الحوسبة المحلية.
دعونا نلاحظ أن التأخر عن الغرب لم يكن بسبب قرار تقليد أجهزة IBM. بدأت القاعدة التكنولوجية لإنتاج العناصر التي بنيت عليها أجهزة الكمبيوتر تتخلف عن القاعدة العالمية بمعدل ينذر بالخطر. كلما زادت الأموال اللازمة لاستثمارها في تطوير الإلكترونيات الدقيقة، أصبح من الصعب الحفاظ على المستوى المطلوب. إن تأخر قاعدة العناصر، وتباطؤ الاقتصاد المركزي، ونقص المنافسة، واعتماد المطورين والمصنعين على مسؤولي لجنة تخطيط الدولة، لم يجعل من الممكن تكرار ثورة الكمبيوتر التي حدثت خلال سنوات إنشاء الاتحاد الأوروبي في الغرب.

إذا اعتبرنا قاعدته العنصرية هي السمة الرئيسية لجهاز الكمبيوتر، فيمكن تمييز أربعة أجيال في تاريخ تطورها (الجدول).
الجدول - الخصائص الرئيسية لأجهزة الكمبيوتر من مختلف الأجيال

جيل	1	2	3	4
الفترة، سنوات	1946 -1960	1955-1970	1965-1980	1980 إلى الوقت الحاضر الواقع الافتراضي.
قاعدة العنصر	أنابيب مفرغة	الثنائيات والترانزستورات أشباه الموصلات	دوائر متكاملة	دوائر متكاملة واسعة النطاق
بنيان	عمارة فون نيومان	وضع متعدد البرامج	شبكات الحاسوب المحلية، وأنظمة الحوسبة المشتركة	الأنظمة متعددة المعالجات، الحواسيب الشخصية، الشبكات العالمية
أداء	10 - 20 ألف عملية / ثانية	100-500 ألف عملية/ثانية	حوالي 1 مليون عملية / ثانية	عشرات ومئات الملايين من العمليات
برمجة	لغات الآلة	أنظمة التشغيل، اللغات الخوارزمية	أنظمة التشغيل، أنظمة الحوار، أنظمة الرسومات الحاسوبية	حزم التطبيقات وقواعد البيانات والمعرفة والمتصفحات
الأجهزة الخارجية	أجهزة الإدخال من الأشرطة المثقوبة والبطاقات المثقوبة،	ATsPU، المُبرِقة الكاتبة، NML، NMB	محطات الفيديو، ومحركات الأقراص الصلبة	NGMD وأجهزة المودم والماسحات الضوئية وطابعات الليزر
طلب	مشاكل الحساب	المهام الهندسية والعلمية والاقتصادية	ACS، CAD، المهام العلمية والتقنية	مهام الإدارة، الاتصالات، إنشاء محطات العمل، معالجة النصوص، الوسائط المتعددة
أمثلة	إنياك، يونيفاك (الولايات المتحدة الأمريكية)؛ BESM - 1,2، M-1، M-20 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	آي بي إم 701/709 (الولايات المتحدة الأمريكية) BESM-4، M-220، مينسك، BESM-6 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	IBM 360/370، PDP -11/20، Cray -1 (الولايات المتحدة الأمريكية)؛ الاتحاد الأوروبي 1050، 1066، إلبروس 1.2 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)	كراي T3 إي, إس جي آي (الولايات المتحدة الأمريكية)، أجهزة الكمبيوتر والخوادم ومحطات العمل من مختلف الشركات المصنعة

ماذا نسمي حواسيب الجيل الخامس؟
حاليًا، يتم العمل على عدة مجالات مختلفة بشكل أساسي:

جهاز كمبيوتر بصري يتم فيه استبدال جميع المكونات بنظيراتها الضوئية (أجهزة إعادة الإرسال الضوئية، وخطوط اتصال الألياف الضوئية، والذاكرة القائمة على المبادئ الثلاثية الأبعاد؛
كمبيوتر جزيئي، يعتمد مبدأ تشغيله على قدرة بعض الجزيئات على التواجد في حالات مختلفة؛
كمبيوتر كمي يتكون من مكونات بحجم دون ذري ويعمل وفقًا لمبادئ ميكانيكا الكم.

لقد تم تأكيد الإمكانية الأساسية لإنشاء مثل هذه الحواسيب من خلال العمل النظري ومن خلال مكونات التشغيل لدوائر التخزين والدوائر المنطقية.

محاضرة رقم 4.1. أجيال أجهزة الكمبيوتر.

الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر.

الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر.

الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر.

الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر.

الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر.

كمبيوتر خارق.

أسئلة للاختبار الذاتي.

الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر. 1948-1958.

دون الأخذ في الاعتبار القاعدة الأولية لأجهزة الكمبيوتر، يمكن القول أن أول جهاز كمبيوتر تم تطويره بواسطة آلان تورينج "سبايك"، تم تطويره في عام 1943. وكان الهدف من هذه الآلة فك رموز الرسائل السرية الألمانية من الحرب العالمية الثانية. كانت هذه إحدى المحاولات الأولى لإنشاء آلة عالمية قابلة للبرمجة.

القاعدة المكونة لأجهزة كمبيوتر الجيل الأول هي الأنابيب المفرغة. كانت تهدف إلى حل المشاكل العلمية والتقنية. وكانت هذه الآلات مملوكة للإدارات العسكرية والمؤسسات الحكومية. وكانت تكلفتها مرتفعة للغاية لدرجة أنه حتى الشركات الكبرى لم تتمكن من شرائها. وكانت هذه الآلات هائلة الحجم وتزن حوالي 5 - 30 طنًا، وتشغل مساحة تبلغ عدة مئات من الأمتار المربعة.

كانت القوة الحاسوبية لا تتجاوز بضعة آلاف من العمليات في الثانية. على سبيل المثال، تتطلب عمليات مثل الجمع والطرح عدة ثوان. استغرق القسمة والضرب ما يصل إلى عدة عشرات من الثواني. لكن الأمر استغرق أكثر من دقيقة لحساب اللوغاريتم أو الدالة المثلثية. بالمقارنة مع أجهزة الكمبيوتر في عصرنا، استغرق الأمر أقل من ثانية!

كانت القاعدة الأساسية لأجهزة الكمبيوتر لهذا الجيل هي: المرحلات الكهروميكانيكية، التي تعطلت بسرعة وأحدثت الكثير من الضوضاء، كما هو الحال في ورشة الإنتاج؛ وكان هناك عشرات الآلاف منهم في السيارة. وهكذا، كل يوم، ينكسر شيء ما.

كانت أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول عبارة عن آلات قابلة للبرمجة بالكامل. وهذا ما ميزهم عن إضافة الآلات والآلات الحاسبة. لكن البرمجة على أجهزة الكمبيوتر هذه كانت صعبة للغاية. لأن لم تكن هناك لغات عالية المستوى ولم تكن هناك لغات منخفضة المستوى (تجميع) أيضًا. تم إعطاء كافة التعليمات للكمبيوتر في رمز الجهاز.

ممثل الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر.

ثانيةجيلحاسوب. 1959 – 1967.

أصبحت أشباه الموصلات هي القاعدة الأولية للجيل الثاني. حلت الترانزستورات محل الأنابيب المفرغة غير الموثوقة. لقد خفضت الترانزستورات أجهزة الكمبيوتر بشكل كبير من حيث الحجم والتكلفة. ولا عجب. يمكن لترانزستور واحد أن يحل محل عشرات الأنابيب المفرغة. وفي الوقت نفسه، انخفض توليد الحرارة بشكل ملحوظ وانخفض أيضًا استهلاك الكهرباء، وأصبحت سرعة التشغيل أعلى. إذا قارنا سيارات الجيلين الأول والثاني، في المثال بدا الأمر كما يلي:

كان Mark-1 عبارة عن جهاز كمبيوتر من الجيل الأول يشغل غرفة ضخمة. ارتفاعه 2.5 م وطوله 17 م وسعره 500 ألف دولار.

PDP-8 هو كمبيوتر من الجيل الثاني. بحجم الثلاجة وفي نفس الوقت سعره 20 ألف دولار فقط.

ومع ظهور أجهزة الكمبيوتر من الجيل الثاني، توسع نطاق تطبيقها. ومن المؤسسات الحكومية والعسكرية بدأوا بالظهور في المنظمات والمؤسسات الخاصة. ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض تكلفة الآلات وتطوير البرمجيات. بدأنا في إنشاء برامج نظام خاصة. ظهرت أنظمة معالجة المعلومات الدفعية. أسلاف أنظمة التشغيل. والتي كانت تهدف إلى التحكم في عملية الحوسبة.

ممثل الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر.

حاسبات الجيل الثالث. 1968 – 1973.

أصبحت الدوائر المتكاملة هي القاعدة الأساسية لأجهزة كمبيوتر الجيل الثالث. الدائرة المتكاملة هي دائرة يتم تصنيعها على شريحة شبه موصلة وتوضع في عبوة. في بعض الأحيان تسمى الدائرة المتكاملة بالدائرة الدقيقة أو الشريحة.

ظهرت الدوائر الدقيقة الأولى في عام 1958. اخترعهما مهندسان في وقت واحد تقريبًا، دون أن يعرف كل منهما شيئًا عن الآخر. هذان جاك كيلبي وروبرت نويس.

يتم تصنيع جميع عناصر الجيل السابق على نفس الركيزة وفي نفس حزمة IC. باستخدام نفس العمليات التكنولوجية. منطقة عمل الشريحة هي السطح الموجود بين البلورة والمعدن، والذي يتم ترسيبه باستخدام تقنية الاخرق. يحدث هذا في الفراغ عندما تقصف ذرات مادة ما ذرات مادة أخرى.

يمكن العثور على أجهزة كمبيوتر من الجيل الثالث على متن طائرة أو سفينة أو غواصة أو قمر صناعي. الثمار الملموسة للتصغير الدقيق. وكانت هذه الآلات تسمى الحواسيب الصغيرة. وعلى الرغم من ظهور شاشات العرض الأبجدية الرقمية في الجيل الثاني من الآلات. وفي الثالث حصلوا أخيرًا على موطئ قدم. وأصبحوا جزءًا لا يتجزأ من الكمبيوتر.

زادت ذاكرة أجهزة الكمبيوتر لهذا الجيل بشكل ملحوظ. بدأ استخدام الأقراص المغناطيسية كذاكرة خارجية. يمثل محرك الأقراص المغناطيسية عدة أقراص تدور على مغزل واحد. كانت الأقراص موجودة على مسافة قصيرة من بعضها البعض. وكان بينهما كتلة من الرؤوس. والتي تم وضعها في نفس الوقت. هذا جعل من الممكن القراءة والكتابة في وقت واحد على عدة أقراص في وقت واحد. تم قياس سعة محركات الأقراص هذه بملايين البايتات. وكانت هذه خطوة مهمة مقارنة بالبطاقات المثقوبة والأشرطة المغناطيسية.

آي بي إم-360. كان المصممون السوفييت يتطلعون إلى هذا الكمبيوتر عند إنشاء السلسلة الموحدة.

4. الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر. 1974 – 1982.

كانت الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (LSI) بمثابة مرحلة جديدة لتطوير أجهزة الكمبيوتر. قاعدة العناصر لأجهزة كمبيوتر الجيل الرابع هي LSI. لقد أتاح التطور السريع للإلكترونيات إمكانية وضع آلاف من أشباه الموصلات على شريحة واحدة. أدى هذا التصغير إلى ظهور أجهزة كمبيوتر منخفضة التكلفة. يمكن وضع أجهزة الكمبيوتر الصغيرة على مكتب واحد. خلال هذه السنوات وُلد مصطلح "الكمبيوتر الشخصي". وحوش ضخمة ومكلفة تختفي. عمل عشرات المستخدمين مرة واحدة على أحد أجهزة الكمبيوتر هذه من خلال المحطات الطرفية. الآن. شخص واحد - جهاز كمبيوتر واحد. أصبحت السيارة شخصية حقًا.

كان التحول المهم من الحواسيب الصغيرة إلى الحواسيب الصغيرة هو إنشاء المعالجات الدقيقة. بفضل LSI، أصبح من الممكن وضع جميع العناصر الرئيسية للمعالج المركزي على شريحة واحدة. أول معالج دقيق كان Intel-4004، الذي تم إنشاؤه في عام 1971.

يعتبر Altair-8800 أحد أول أجهزة الكمبيوتر الشخصية من الجيل الرابع. تم إنشاؤه على أساس المعالج الدقيق Intel-8080. حفز مظهره نمو الأجهزة الطرفية والمترجمين رفيعي المستوى.

حواسيب شخصية.

5. الخامسجيلحاسوب. 1982 – يومنا هذا.

الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر هو برنامج حكومي في اليابان لتطوير تكنولوجيا الكمبيوتر والذكاء الاصطناعي. وإذا تحدثنا عن الأجيال السابقة، فالأولى هي الحواسيب الأنبوبية، والثانية هي الترانزستور، والثالثة الدوائر المتكاملة، والرابع هي المعالجات الدقيقة. لكن الجيل الخامس لا علاقة له بهذا التدرج. مثل الأجيال السابقة . الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر هو اسم "خطة العمل" لتطوير صناعة تكنولوجيا المعلومات. ورغم أن الجيل الخامس يعتمد على معالجات دقيقة مثل الرابع أي. لديهم قاعدة عنصر مشترك. أي أنه وفقًا لهذا المعيار يتم تقسيم أجهزة الكمبيوتر إلى أجيال. ومع ذلك، تصنف أجهزة الكمبيوتر اليوم على أنها الجيل الخامس.

بدأت اليابان برنامجها واسع النطاق في أوائل الثمانينات. هدفهم ليس تغيير القاعدة الأولية لأجهزة الكمبيوتر. وتغيير وتحسين الأساليب التقنية وأساليب البرمجة وتطوير التوجه العلمي في مجال الذكاء الاصطناعي. استثمرت اليابان نصف مليار دولار أمريكي لبدء مشروعها. في ذلك الوقت، لم تكن متطورة تقنيًا مثل الولايات المتحدة وأوروبا. حددت وزارة التجارة الدولية والصناعة اليابانية هدفًا واضحًا - أن تصبح رائدة. في ذلك الوقت وُلد مصطلح "الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر". يجب أن تحقق أجهزة الكمبيوتر من الجيل الخامس الموصلية الفائقة ويجب أن تدمج عددًا كبيرًا من المعالجات على ركيزة واحدة.

المتطلبات الأساسية ل حاسبات الجيل الخامس:إنشاء واجهة متطورة بين الإنسان والآلة (التعرف على الكلام، والتعرف على الصور)؛ تطوير البرمجة المنطقية لإنشاء قواعد المعرفة وأنظمة الذكاء الاصطناعي. خلق تقنيات جديدة في إنتاج أجهزة الكمبيوتر؛ إنشاء بنيات كمبيوتر وأنظمة حاسوبية جديدة.

كان ينبغي للقدرات التقنية الجديدة لتكنولوجيا الكمبيوتر أن توسع نطاق المهام التي يتعين حلها وتجعل من الممكن الانتقال إلى مهام إنشاء الذكاء الاصطناعي. أحد المكونات اللازمة لإنشاء الذكاء الاصطناعي هو قواعد المعرفة (قواعد البيانات) في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا. يتطلب إنشاء قواعد البيانات واستخدامها أنظمة حوسبة عالية السرعة وكمية كبيرة من الذاكرة. أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة قادرة على إجراء عمليات حسابية عالية السرعة، ولكنها ليست مناسبة لإجراء عمليات مقارنة وفرز عالية السرعة على كميات كبيرة من السجلات، والتي يتم تخزينها عادةً على أقراص مغناطيسية. لإنشاء برامج تقوم بملء قواعد البيانات وتحديثها والعمل معها، تم إنشاء لغات برمجة خاصة موجهة للكائنات ومنطقية توفر أكبر الإمكانيات مقارنة باللغات الإجرائية التقليدية. تتطلب بنية هذه اللغات الانتقال من بنية الكمبيوتر التقليدية لفون نيومان إلى معماريات تأخذ في الاعتبار متطلبات مهام إنشاء الذكاء الاصطناعي.

كمبيوتر خارق.

إن مصطلح "الكمبيوتر العملاق" هو مصطلح أمريكي بحت، وُلِد من الحب لكلمتين "سوبر" و"كمبيوتر" (والتي تم إخصاؤها بعناية في العهد السوفييتي بكلمة كمبيوتر؛ ونتيجة لذلك، أصبح مصطلح آخر يستخدم "الكمبيوتر العملاق" ملحوظًا بالنسبة لـ انتقائية). في أذهان الناس العاديين، يمكن للكمبيوتر أن يفعل كل شيء، ويمكن للكمبيوتر العملاق أن يفعل أكثر من ذلك. في تقاليد العلوم الروسية، التي لا تفسدها موارد الحوسبة، يتم غرس حب تطوير النماذج والصيغ التي تعطي نتائج تقديرية على قاعدة الشرائح، ونتائج دقيقة على الآلة الحاسبة، منذ أيام الطلاب. يميل الأمريكيون إلى الاعتماد على القوة الغاشمة: فمن الأسهل تشغيل جهاز كمبيوتر واحد عبر مجموعة الحلول بأكملها بدلاً من مطالبة عشرة علماء رياضيات بإيجاد طريقة لاقتطاع البحث عندما يكون من الممكن حل المشكلة يدويًا.

ما هو "الكمبيوتر العملاق"، وكيف تغير تعريفه الضمني منذ منتصف السبعينيات، تمت مناقشته بالتفصيل في مقال بقلم كونستانتين بروكشين. دعونا نلاحظ فقط أننا سنستخدم هذا المفهوم كمرادف أقرب إلى اللغة الروسية نظام عالي الأداء، أي نظام تم إنشاؤه ليس لحل المشكلات المكتبية التطبيقية أو حتى تخزين أنظمة إدارة قواعد البيانات الكبيرة، ولكن خصيصًا لإجراء العمليات الحسابية الضخمة. لكن من وجهة نظر التنفيذ لا يوجد فرق بين نظامي IBM RS/6000 SP، أحدهما يقوم بتشغيل نظام تخطيط موارد المؤسسات (ERP)، والثاني يقوم بحساب نتائج اختبار التصادم الافتراضي لسيارة جديدة. ومع ذلك، نحن مهتمون بسوق أجهزة الكمبيوتر التي تقوم بالحسابات. وبسرعة كبيرة.

في وقت واحد، خسر الاتحاد السوفياتي المنافسة في مجال أجهزة الكمبيوتر العملاقة. إذا كان BESM-6 الشهير، الذي تم إنشاؤه في الستينيات، أحد أسرع أجهزة الكمبيوتر (إن لم يكن الأكثر) في العالم، ففي السبعينيات، خلال ذروة Cray، حدد الاتحاد السوفييتي مسارًا لتطوير الكمبيوتر ES، المستنسخ من بنية IBM 360 التي عفا عليها الزمن بالفعل، استمرت التطورات الأصلية، لكن ضعف قاعدة العناصر بدأ يؤثر سلبًا، الأمر الذي لم يسمح حقًا لمشروع Elbrus بالتقدم إلى أبعد من Elbrus-2. والذي كان في نهاية الثمانينات مشابهًا في الأداء لجهاز كمبيوتر شخصي قوي جدًا. "Elbrus-3.1"، الذي تم إصداره في عام 1990، كان له أداء عمليات متجهة يبلغ حوالي 500 ميجافلوب، وسعة ذاكرة الوصول العشوائي تصل إلى 8 ملايين كلمة 64 بت (أي 64 ميجابايت). وحتى عام 1995، تم إنتاج 4 نسخ فقط من هذه الآلات.

ل ليس من قبيل المصادفة أن يتناول "Infobusiness" موضوع سوق أجهزة الكمبيوتر العملاقة؛ ففي الآونة الأخيرة، كان هناك حدثان مهمان على الأقل في هذا المجال، الأمر الذي أجبر ليس فقط المنشورات المتخصصة، ولكن أيضًا المنشورات الجماهيرية على التحدث عن نفسها.

أولا، في السابع من سبتمبر/أيلول، صوت مجلس الشيوخ الأمريكي لصالح تخفيف القيود المفروضة على تصدير الأنظمة عالية الأداء بشكل كبير.منذ عام 1979، كان الحد الأدنى لأداء الكمبيوتر المحظور تصديره من الولايات المتحدة إلى بلدان معينة يتزايد باستمرار. كلما كانت أجهزة الكمبيوتر أطول، كلما كان الحظر أكثر سخافة: كانت المعالجات الجديدة لأنظمة سطح المكتب الأكثر شيوعا تقع تحتها في أوقات مختلفة. مع ظهور الفرصة لإنشاء مجموعات غير مكلفة نسبيًا على قاعدة عناصر متاحة للجمهور، أصبحت القيود سخيفة أكثر فأكثر، وهو ما كان الدافع وراء هذا الاسترخاء، والذي، بالمناسبة، تم الضغط عليه من قبل أكبر الشركات الأمريكية المصنعة لأجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر. عناصر. أثناء كتابة المشكلة، حدثت مأساة نيويورك، لكن اقرأ عن علاقة أجهزة الكمبيوتر العملاقة بهذا الأمر في عمود إيجور جوردينكو. ونشير هنا إلى أنه من المرجح أن تتم مراجعة خطط رفع قيود التصدير.

السبب الثاني الذي أجبرنا على التحول إلى موضوع الكمبيوتر العملاق هو أنه تم الإعلان في أوائل أغسطس عن إنشاء الكمبيوتر العملاق الروسي MVS-1000M بأعلى أداء يبلغ 1 تيرافلوب.ومن المحتمل أن يكون هذا أحد العوامل التي ساهمت في القرار الأمريكي بتخفيف القيود على الصادرات. ولا يقتصر الأمر على أن روسيا ستنتج أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها بدلاً من شراء أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأمريكية، بل إنها قادرة أيضاً على تغطية الطلب في أوروبا الشرقية والعالم الثالث. وليس من قبيل الصدفة أن تكون ليتوانيا من بين دول "الحزام الأول" (لمزيد من التفاصيل، راجع المادة التي كتبها ألكسندر تشاتشافا).

مهما كان الأمر، فإن إنشاء MVS-1000M هو مثال يوضح بوضوح أنه في روسيا من الممكن تجميع ليس فقط أجهزة الكمبيوتر الشخصية، ولكن أيضًا أنظمة عالية الأداء. وبطبيعة الحال، يتطلب إنتاج أجهزة الكمبيوتر العملاقة مستوى أكبر من التدريب المتخصص، لكننا سنجادل بأن تطوير التقنيات وإنتاج مثل هذه الأنظمة بناءً على مكونات وبرامج يمكن الوصول إليها هو نفس الاتجاه الواعد لتطوير التكنولوجيا العالية. - صناعة التكنولوجيا لبلادنا كتصدير منتجات البرمجيات والبرمجة الخارجية.

أصبحت أجهزة كمبيوتر Cray Research كلاسيكية في مجال أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات خطوط الأنابيب المتجهة. هناك أسطورة مفادها أنه تم تجميع أول كمبيوتر عملاق من نوع Cray في مرآب، لكن حجم هذا المرآب كان 20 × 20 مترًا، وتم طلب لوحات الكمبيوتر الجديد من أفضل المصانع في الولايات المتحدة الأمريكية.

الى الصف أجهزة الكمبيوتر العملاقةتشمل أجهزة الكمبيوتر التي تتمتع بأقصى قدر من الأداء وقت إصدارها، أو ما يسمى بأجهزة كمبيوتر الجيل الخامس.

ظهرت أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأولى بالفعل بين أجهزة كمبيوتر الجيل الثاني (1955 - 1964، انظر أجهزة كمبيوتر الجيل الثاني)؛ وقد تم تصميمها لحل المشكلات المعقدة التي تتطلب حسابات عالية السرعة. هذه هي LARC من UNIVAC، وStretch من IBM و"CDC-6600" (عائلة CYBER) من شركة Control Data Corporation، وقد استخدموا طرق معالجة متوازية (زيادة عدد العمليات التي يتم إجراؤها لكل وحدة زمنية)، وتوجيه الأوامر (عند تنفيذ أمر واحد يتم قراءته من الذاكرة وإعداده للتنفيذ) والمعالجة المتوازية باستخدام بنية معالج معقدة تتكون من مصفوفة من معالجات البيانات ومعالج تحكم خاص يوزع المهام ويتحكم في تدفق البيانات في النظام. تسمى أجهزة الكمبيوتر التي تقوم بتشغيل برامج متعددة بالتوازي باستخدام معالجات دقيقة متعددة أنظمة متعددة المعالجات.

السمة المميزة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة هي معالجات المتجهات المجهزة بمعدات للتنفيذ المتوازي للعمليات باستخدام كائنات رقمية متعددة الأبعاد - المتجهات والمصفوفات. لديهم سجلات متجهة مدمجة وآلية معالجة متوازية. إذا كان المبرمج يقوم على معالج تقليدي بإجراء عمليات على كل مكون متجه على التوالي، فإنه على المعالج المتجه يصدر أوامر المتجهات مرة واحدة

يتضمن هيكل جهاز الكمبيوتر Cray-1 ما يلي:

1. الذاكرة الرئيسية تصل إلى 1,048,576 كلمة، مقسمة إلى 16 كتلة مستقلة، سعة كل منها 64 ألف كلمة؛

2. ذاكرة التسجيل، التي تتكون من خمس مجموعات من السجلات السريعة المصممة لتخزين وتحويل العناوين، لتخزين ومعالجة الكميات المتجهة؛

3. الوحدات الوظيفية، والتي تتضمن 12 جهاز تشغيل متوازي تستخدم لإجراء العمليات الحسابية والمنطقية على العناوين والكميات العددية والمتجهة.

الأجهزة الوظيفية الاثني عشر لجهاز Cray-1، والتي تلعب دور المحولات الحسابية المنطقية، ليس لها اتصال مباشر بالذاكرة الرئيسية. كما هو الحال مع عائلة الأجهزة CDC-6000، فإن لديهم إمكانية الوصول فقط إلى سجلات التشغيل السريع التي يتم من خلالها اختيار المعاملات والتي يتم كتابة نتائج العمليات عليها؛

4. جهاز يؤدي وظائف التحكم في التشغيل المتوازي للوحدات والكتل وأجهزة المعالج المركزي؛

5. 24 قناة إدخال/إخراج، منظمة في 6 مجموعات بإنتاجية قصوى تبلغ 500000 كلمة في الثانية (2 مليون بايت في الثانية)؛

6. تسمى ثلاث مجموعات من السجلات التشغيلية المرتبطة مباشرة بالأجهزة الحسابية المنطقية الأساسية. تتضمن هذه السجلات ثمانية سجلات A، يتكون كل منها من 24 بت. ترتبط السجلات A بوحدتين وظيفيتين تؤديان عمليات الجمع (الطرح) وضرب الأعداد الصحيحة. تُستخدم هذه العمليات بشكل أساسي لترجمة العناوين وأساسها وفهرستها. كما أنها تستخدم لتنظيم عدادات الدراجات. في بعض الحالات، يتم استخدام سجلات A لإجراء عمليات حسابية على الأعداد الصحيحة.

حتى منتصف الثمانينات، كانت قائمة أكبر الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم تضم Sperry Univac وBurroughs. الأول معروف، على وجه الخصوص، بحاسبيه الرئيسيين UNIVAC-1108 وUNIVAC-1110، اللذين تم استخدامهما على نطاق واسع في الجامعات والمنظمات الحكومية.

بعد اندماج Sperry Univac وBurroughs، استمر نظام UNISYS المدمج في دعم كلا خطي الحاسب المركزي مع الحفاظ على التوافق التصاعدي في كل منهما. يعد هذا مؤشرًا واضحًا على القاعدة الثابتة التي دعمت تطوير الحواسيب المركزية، وهي الحفاظ على وظائف البرامج التي تم تطويرها مسبقًا.

تشتهر Intel أيضًا في عالم أجهزة الكمبيوتر العملاقة. أصبحت أجهزة الكمبيوتر النموذجية متعددة المعالجات من Intel في عائلة الهياكل متعددة المعالجات ذات الذاكرة الموزعة كلاسيكية مثل أجهزة الكمبيوتر من Cray Research في مجال أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات خطوط أنابيب المتجهات.

أسئلة الاختبار الذاتي.

خصائص الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر.

خصائص الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر.

خصائص الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر.

خصائص الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر.

خصائص الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر.

خصائص أجهزة الكمبيوتر الفائقة.

مقدمة

1. الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر 1950-1960

2. الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر: 1960-1970

3. الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر: 1970-1980

4. الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر: 1980-1990

5. الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر: 1990 إلى الوقت الحاضر

خاتمة

مقدمة

1. الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر 1950-1960

تنتمي أجهزة الكمبيوتر، بدءًا من UNIVAC وتنتهي بـ BESM-2 والنماذج الأولى لأجهزة كمبيوتر Minsk وUral، إلى الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر.

2. الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر: 1960-1970

كانت آلات الجيل الثاني هي أول من قام بتنفيذ أوضاع المعالجة المجمعة والمعالجة عن بعد للمعلومات.

في أوائل الستينيات، بدأ إنتاج آلات أشباه الموصلات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

3. الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر: 1970-1980

4. الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر: 1980-1990

بدأ إنشاء الدوائر المنطقية المتكاملة في أجهزة الكمبيوتر على أساس ترانزستورات CMOS أحادية القطب ذات تأثير مجالي مع توصيلات مباشرة، تعمل بسعات أصغر من الفولتية الكهربائية (وحدات فولت)، وتستهلك طاقة أقل من الترانزستورات ثنائية القطب، وبالتالي تسمح بتنفيذ المزيد تقنيات النانو المتقدمة (في تلك السنوات - بمقياس وحدات الميكرونات).

تم إنشاء أول كمبيوتر شخصي في أبريل 1976 من قبل صديقين، ستيف جوبي (مواليد 1955)، موظف في شركة أتاري، وستيفان وزنياك (مواليد 1950)، الذي كان يعمل في شركة هيوليت باكارد. استنادًا إلى وحدة تحكم مدمجة 8 بت لدائرة ملحومة بشدة للعبة إلكترونية شهيرة، والعمل في المساء في مرآب للسيارات، صنعوا كمبيوتر ألعاب بسيطًا من Apple مبرمجًا بلغة BASIC، والذي حقق نجاحًا كبيرًا. في أوائل عام 1977، تم تسجيل شركة أبل، وبدأ إنتاج أول كمبيوتر شخصي في العالم، أبل.

5. الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر: 1990 إلى الوقت الحاضر

تتم مناقشة ميزات بنية الجيل الحديث من أجهزة الكمبيوتر بالتفصيل في هذه الدورة.

وباختصار يمكن صياغة المفهوم الأساسي لحاسوب الجيل الخامس على النحو التالي:

1. أجهزة كمبيوتر تعمل بمعالجات دقيقة فائقة التعقيد ذات بنية متجهة متوازية، وتقوم في نفس الوقت بتنفيذ العشرات من تعليمات البرنامج المتسلسلة.

2. أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على عدة مئات من معالجات العمل المتوازية، مما يسمح ببناء أنظمة معالجة البيانات والمعرفة، وأنظمة كمبيوتر شبكية فعالة.

الأجيال السادسة واللاحقة من أجهزة الكمبيوتر

أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية والإلكترونية الضوئية ذات التوازي الهائل، والبنية العصبية، مع شبكة موزعة من عدد كبير (عشرات الآلاف) من المعالجات الدقيقة التي تعمل على نمذجة بنية النظم البيولوجية العصبية.

خاتمة

يتم تقسيم جميع مراحل تطوير الكمبيوتر بشكل تقليدي إلى أجيال.

تم إنشاء الجيل الأول على أساس المصابيح الكهربائية المفرغة، وتم التحكم في الآلة من خلال جهاز التحكم عن بعد والبطاقات المثقوبة باستخدام رموز الآلة. تم وضع أجهزة الكمبيوتر هذه في عدة خزانات معدنية كبيرة تشغل غرفًا بأكملها.

ظهر الجيل الثالث في الستينيات من القرن العشرين. تم تصنيع عناصر الكمبيوتر على أساس ترانزستورات أشباه الموصلات. تقوم هذه الآلات بمعالجة المعلومات تحت سيطرة البرامج بلغة التجميع. تم إدخال البيانات والبرامج من خلال البطاقات المثقوبة والأشرطة المثقوبة.

تم تنفيذ الجيل الثالث على دوائر دقيقة تحتوي على مئات أو آلاف الترانزستورات على لوحة واحدة. مثال على جهاز الجيل الثالث هو كمبيوتر ES. تم التحكم في تشغيل هذه الآلات من خلال المحطات الأبجدية الرقمية. تم استخدام لغات عالية المستوى والتجميع للتحكم. تم إدخال البيانات والبرامج من الجهاز ومن البطاقات المثقوبة والأشرطة المثقبة.

تم إنشاء الجيل الرابع على أساس الدوائر المتكاملة الكبيرة (LSI). أبرز ممثلي الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر هم أجهزة الكمبيوتر الشخصية (PC). يسمى الكمبيوتر الصغير العالمي ذو المستخدم الواحد بالكمبيوتر الشخصي. تم التواصل مع المستخدم من خلال شاشة عرض رسومية ملونة باستخدام لغات عالية المستوى.

يعتمد الجيل الخامس على الدوائر المتكاملة واسعة النطاق (VLSI)، والتي تتميز بالكثافة الهائلة للعناصر المنطقية على الشريحة.

من المفترض أنه في المستقبل، سيتم نشر إدخال المعلومات إلى الكمبيوتر من الصوت، والتواصل مع الآلة باللغة الطبيعية، ورؤية الكمبيوتر، واللمس الآلي، وإنشاء الروبوتات الذكية والأجهزة الآلية.